JP6861827B2 - Adaptive machining of cooling turbine blades - Google Patents
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Description
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、ここで引用したことによりその全体が本明細書に組み込まれる、2017年1月13日に出願された米国仮出願第62/445956号明細書(US provisional application No.62/445,956)の優先権を請求する。
Cross-reference with related applications This application is incorporated herein by reference in its entirety, US provisional application No. 62/445956, filed January 13, 2017. Request priority of .62 / 445,956).
背景
1.分野
本発明は、概してタービン翼の製造、特に、内部冷却通路を備える鋳造されたタービン翼のアダプティブ・マシニングのプロセスに関する。
Background 1. The present invention relates generally to the manufacturing of turbine blades, in particular the process of adaptive machining of cast turbine blades with internal cooling passages.
2.関連技術の説明
ガスタービン翼は、通常、鋳造、特にインベストメント鋳造によって製造される。冷却式タービン翼は、インベストメント鋳造プロセス中にコアを使用して形成される1つまたは複数の内部冷却通路を有する。インベストメント鋳造プロセスは、特に外壁厚さ、後縁厚さおよび形状などの翼の重要な特徴においてある制限を課す。例えば、図1に概略的に示したように、鋳造プロセス中、例えば金属部分の固化/収縮の差により、変形および/または変位(破線によって示されている)を生じることがある。図1に示された例は、前縁冷却通路LEおよび後縁冷却通路TEの場合のねじれまたは回転ならびに翼弦中央冷却通路MCの場合のコア変位の形式におけるコア変形を示している。コアの変形は、冷却通路の形状および/または位置の変化につながることがあり、これは、鋳造されたタービン翼の外壁の壁厚を、タービン翼の公称または目標壁厚からずらすことがある。
2. Description of Related Techniques Gas turbine blades are usually manufactured by casting, especially investment casting. Cooled turbine blades have one or more internal cooling passages formed using the core during the investment casting process. The investment casting process imposes certain restrictions, especially on important wing features such as outer wall thickness, trailing edge thickness and shape. For example, as schematically shown in FIG. 1, during the casting process, for example, differences in solidification / shrinkage of metal parts can cause deformation and / or displacement (indicated by dashed lines). The example shown in FIG. 1 shows the core deformation in the form of twist or rotation in the case of the front edge cooling passage LE and the trailing edge cooling passage TE and the core displacement in the case of the chord center cooling passage MC. Deformation of the core can lead to changes in the shape and / or position of the cooling passages, which can deviate the wall thickness of the outer wall of the cast turbine blade from the nominal or target wall thickness of the turbine blade.
上述のような鋳造制限は、構成部材のサイズおよび重量にある程度関係する。新世代のガスタービンエンジンは、より高い負荷を達成するために、増大されたサイズのタービン翼を有する傾向がある。薄い翼を備える必要な翼ジオメトリは、このようなプロセス制限により、インベストメント鋳造によって製造するためには困難であることがある。これまで、任意の翼サイズおよび形状によるこのような鋳造制限は、利用可能な設計オプションを制限してきた。 Casting restrictions as described above have some implications for the size and weight of the components. New generation gas turbine engines tend to have increased size turbine blades to achieve higher loads. The required blade geometry with thin blades can be difficult to manufacture by investment casting due to such process limitations. Historically, such casting restrictions with any blade size and shape have limited the design options available.
概要
簡潔に言えば、本発明の態様は、ある鋳造プロセス制限、特にコア変形および/または変位を含む制限を克服することがある、翼のアダプティブ・マシニングのための技術を提供する。
Summary Briefly, aspects of the invention provide techniques for adaptive machining of blades that may overcome certain casting process limitations, especially those involving core deformation and / or displacement.
発明の第1の態様によれば、鋳造プロセスによって製造されたタービンブレードまたはベーンの翼セクションを機械加工する方法が提供される。翼セクションは、1つまたは複数の内部冷却通路を有する翼内部を画定した外壁を有する。方法は、公称外側翼形状および公称壁厚データを含む、翼セクションに関する設計データを受け取ることを含む。方法は、さらに、目標外側翼形状を求めることによって機械加工パスを生成することを含む。目標外側翼形状は、引き続き機械加工される翼セクションにおける1つまたは複数の内部冷却通路の周囲の外壁における全ての点において公称壁厚が維持されるように公称外側翼形状を適応させることによって生成される。方法は、次いで、生成された目標外側翼形状に従うように余分な材料を除去するため、生成された機械加工パスに従って、鋳造プロセスによって製造された翼セクションの外面を機械加工することを含む。 According to the first aspect of the invention, there is provided a method of machining a blade section of a turbine blade or vane manufactured by a casting process. The wing section has an outer wall that defines the interior of the wing with one or more internal cooling passages. The method comprises receiving design data for the wing section, including nominal outer wing shape and nominal wall thickness data. The method further comprises generating a machined path by determining the target outer wing shape. The target outer wing shape is generated by adapting the nominal outer wing shape so that the nominal wall thickness is maintained at all points on the outer wall around one or more internal cooling passages in the subsequently machined wing section. Will be done. The method then involves machining the outer surface of the wing section manufactured by the casting process according to the generated machining path to remove excess material to follow the generated target outer wing shape.
発明の第2の態様によれば、鋳造プロセスによって製造されたタービンブレードまたはベーンの翼セクションをアダプティブに機械加工するための機械加工パスデータを生成するためのCADモジュールが提供される。翼セクションは、1つまたは複数の内部冷却通路を有する翼内部を画定した外壁を有する。CADモジュールは、公称外側翼形状および公称壁厚データを含む、翼セクションに関する設計データを受け取るように構成されている。CADモジュールは、さらに、目標外側翼形状を求めることによって機械加工パスデータを生成するように構成されている。CADモジュールは、引き続き機械加工される翼セクションにおける1つまたは複数の内部冷却通路の周囲の外壁における全ての点において公称壁厚が維持されるように公称外側翼形状を適応させることによって目標外側翼形状を生成するように構成されている。機械加工パスデータは、生成された目標外側翼形状に従うように余分な材料を除去するため、鋳造プロセスによって製造された翼セクションの外面を機械加工するための情報を規定する。 According to a second aspect of the invention, there is provided a CAD module for generating machining path data for adaptively machining a blade section of a turbine blade or vane manufactured by a casting process. The wing section has an outer wall that defines the interior of the wing with one or more internal cooling passages. The CAD module is configured to receive design data for the wing section, including nominal outer wing shape and nominal wall thickness data. The CAD module is further configured to generate machining path data by determining the target outer blade shape. The CAD module targets the outer wing by adapting the nominal outer wing shape so that the nominal wall thickness is maintained at all points on the outer wall around one or more internal cooling passages in the wing section that will continue to be machined. It is configured to generate a shape. Machining path data provides information for machining the outer surface of the wing section manufactured by the casting process to remove excess material to follow the generated target outer wing shape.
発明は、図面を用いてさらに詳細に示されている。図面は、好ましい構成を示しており、発明の範囲を限定しない。 The invention is shown in more detail with reference to the drawings. The drawings show a preferred configuration and do not limit the scope of the invention.
詳細な説明
好ましい実施の形態の以下の詳細な説明において、その一部を形成する添付の図面が参照され、図面には、例として、限定としてではなく、発明が実施されてもよい特定の実施の形態が示されている。本発明の思想および範囲から逸脱することなく、その他の実施の形態が使用されてもよく、変更がなされてもよいことが理解されるべきである。
Detailed Description In the following detailed description of the preferred embodiments, the accompanying drawings forming a portion thereof are referred to, which, by way of example, are specific embodiments in which the invention may be practiced, but not as limited. The form of is shown. It should be understood that other embodiments may be used and modifications may be made without departing from the ideas and scope of the invention.
本発明の実施の形態は、タービンブレード、典型的には、ガスタービンエンジンの低圧タービン段において使用可能な大スパンブレードに関連して示される。本発明の態様は、高圧または低圧タービン段における回転ブレードまたは固定ベーンなどの、翼セクションを有するその他のタービン構成部材に適用可能であってもよいことに留意すべきである。 Embodiments of the present invention are shown in connection with turbine blades, typically large span blades that can be used in the low pressure turbine stages of gas turbine engines. It should be noted that aspects of the invention may be applicable to other turbine components having blade sections, such as rotating blades or fixed vanes in high or low pressure turbine stages.
ここで図2を参照すると、鋳造プロセス、例えばインベストメント鋳造プロセスによって製造されてもよいタービンブレード10が示されている。鋳造されたタービンブレード10は、回転軸線(図示せず)に関してプラットフォーム14から半径方向外方へスパン方向に延びる翼セクション12を有する。ブレード10は、さらに、プラットフォーム14から半径方向内方へ延びておりかつブレード10をロータディスク(図示せず)に取り付けるように構成された根元部分16を有する。図1および図2を一緒に参照すると、鋳造された翼セクション12は、概して中空の翼内部を画定する外壁18から形成されている。外壁18は、前縁24および後縁26において接続された、概して凹面状の正圧面20と、概して凸面状の負圧面22とを有する。翼内部は、冷却流体の半径方向流れのための1つまたは複数の内部冷却通路28を有する。内部冷却通路28は、内部隔壁30の間に画定されていてもよい。外壁18は、高温ガスパスに面するように構成された外面18aと、内部冷却通路28に面する内面18bとを有する。
Here, with reference to FIG. 2, a
内部冷却通路28は、インベストメント鋳造プロセスの間に鋳造コアによって形成される。上述のように、鋳造プロセス中、例えば金属部分の固化または収縮の差により、コアは、変形(例えば、転がり、回転)および/または変位を生じることがある。コアの変形は、内部冷却通路28の形状および/または位置の変化につながることがあり、これは、外壁18の壁厚をその意図した厚さからずらすことがある。本発明の態様は、コアの変形および/または変位に関連した上述の問題を少なくとも解決する。
The
本発明の実施の形態によれば、翼セクションの最終的な形状は、鋳造制限を超えて翼セクションの外側(すなわち、外壁18の外面18a)をアダプティブにポストマシニングすることによって形成されてもよい。図3〜図6を参照してここで説明するように、鋳造された翼セクションのアダプティブなポストマシニングのための方法は、公称外側翼形状40Nおよび公称壁厚TNデータを含む、翼セクション12に関する設計データを受け取り、目標外側翼形状40Tを求めることによって機械加工パスを生成し、目標外側翼形状40Tは、公称壁厚TNが、後で機械加工される翼セクションにおいて1つまたは複数の内部冷却通路28の周囲の外壁18における全ての点において維持されるように、公称外側翼形状40Nを適応させることによって生成され、生成された目標外側翼形状40Tに従うように余分な材料を除去するために、前記機械加工パスに従って、鋳造プロセスによって製造された翼セクション12の外面18aを機械加工する、ことを含む。目標外側翼形状40Tは、鋳造プロセス中のコアシフト(変形および/または変位)を補償するように適応させられており、述べられた順序での以下の基準の、優先順位がつけられた考慮に基づいて生成される:1)内部冷却通路28の周囲の外壁18の公称壁厚および2)公称翼外側形状。
According to embodiments of the present invention, the final shape of the wing section may be formed by adaptively post-machining the outside of the wing section (ie, the
鋳造プロセスの後の第1のプレマシニングステップにおいて、個々の鋳造された翼セクションの外側形状を求めるために、三次元(3−D)測定が行われる。3−D測定は、例えば、触覚座標測定機械プロービング、またはレーザスキャニングまたは写真測量、それらのあらゆる組合せ、または鋳造された翼セクションの外側形状に関する3−D幾何学的データを得るための別のその他の測定技術によって行われてもよい。図4において3−D面40Aによって示された、測定された外側形状は、図3に示された、鋳造された翼セクション12の外面18aに対応する。
In the first premachining step after the casting process, three-dimensional (3-D) measurements are made to determine the outer shape of the individual cast blade sections. The 3-D measurement is, for example, a tactile coordinate measuring machine probing, or laser scanning or photogrammetry, any combination thereof, or another other to obtain 3-D geometric data on the outer shape of the cast wing section. It may be carried out by the measurement technique of. The measured outer shape indicated by 3-
次のステップは、鋳造された翼セクション12の測定された外側形状40Aに対する、内部冷却通路28のための冷却通路位置および形状測定を行うことを含む。冷却通路位置および形状測定は、図3に示したように、鋳造された翼セクション12の外壁18に沿った複数の点において実際の壁厚測定(TAとして示されている)を行うことによって行われてもよい。測定された実際の壁厚は、単純にするためにTAとして均一に示されているが、外壁12における異なる点において変化することがあることに留意すべきである。壁厚測定は、超音波、X線、計算された断層撮影法、渦電流またはあらゆるその他の公知の技術を用いて行われてもよい。例えば、超音波を用いた測定の場合、壁厚TAは、翼セクション12の外壁18の外面18aにおける1つの点に信号送信器/プローブを配置し、最も強いエコー信号が受信される外壁18の内面18bにおける1つの点までの距離を求めることによって測定されてもよい。外壁18の軸方向(翼弦方向)および半径方向範囲に沿った十分に多数の点における壁厚の値を測定することによって、図4に示したように、冷却通路の3−Dジオメトリ28m(形状および位置を含む)が、鋳造された翼セクションの測定された外側形状40Aに関して求められてもよい。
The next step involves making a cooling passage position and shape measurement for the
さらに図4を参照すると、後続のステップにおいて、点42は、設計データから得られた公称壁厚(TN)の値を表す、内部冷却通路の測定された位置28mの周囲に構成される。すなわち、点42は、内部冷却通路の測定された形状28mの周縁におけるそれぞれの点からの公称または設計壁厚TNと等しい距離に構成される。点42は、冷却通路の半径方向スパンに沿って形成されてもよい。単純にするために、公称厚さは、TNとして均一に示されている。当業者は、公称厚さの値が、半径方向および軸方向(翼弦方向)の両方において、内部冷却通路の周囲の異なる点において変化することがあることを認識するであろう。
Further referring to FIG. 4, in a subsequent step, the
次に、図5に示したように、(設計データから得られた)3−D公称外側翼形状40Nを、公称壁厚TNの値を表す点42と一致させるために、反復ベストフィットオペレーションが行われる。理想的な鋳造プロセスの場合、公称壁厚の値を表す全ての点42は、公称外側翼形状40N上に位置する。例示した例において、鋳造プロセス中の鋳造コアの角度方向の向きの変化および相対的な変位により、点42のうちの少なくとも幾つかは、ベストフィットアライメントの後、公称外側翼形状40Nから逸脱する。
Then, as shown in FIG. 5, the 3-D nominal outer wing shape 40 N (obtained from the design data) is repeatedly best fit to match the
次に、図6に示したように、目標外側翼形状40Tが、ベストフィットアライメントの後、公称外側翼形状40Nを適応させることによって生成される。図6に示したように、ベストフィットアライメントの後の、公称外側翼形状40Nから逸脱する公称壁厚の値を表す点(すなわち、公称外側翼形状40Nの内側または外側に位置する点)が42aとして示されているのに対し、ベストフィットアライメントの後の、公称外側翼形状40N上(または規定された公差範囲内)に位置する公称厚さの値を表すこれらの点は、42bとして示されている。目標外側翼形状40Tは、3−D公称外側翼形状40Nを調節することによって生成された3−D形状であり、これにより、公称外側翼形状40Nのベストフィットアライメントから逸脱した点42aは、今では目標外側翼形状40T上に位置する。したがって、目標外側翼形状40Tは、図6に示したように、公称壁厚の値を表す全ての点42aおよび42bと一致する。上述のように、目標外側翼形状40Tは、適応のための、優先順位が付けられた基準、すなわち、設計データから得られる公称壁厚(TN)および公称外側翼形状(40N)に基づいて求められる。
Next, as shown in FIG. 6, a target
目標外側翼形状40Tの生成のための上記のステップは、後述するように計算機支援設計(CAD)を介して実施されてもよい。例示された実施の形態において、CADモジュールは、目標外側翼形状40Tが、鋳造された翼セクション12の測定された外側形状40Aを超えて延びることがないように、目標外側翼形状40Tを制限するように適応させられていてもよい。
The above steps for generating the target
目標外側翼形状40Tに基づき、機械加工パスデータが生成されてもよい。機械加工パスデータは、生成された目標外側翼形状40Tに従うように余分な材料を除去するため、測定された形状40Aに対応する鋳造された翼セクションの外面を機械加工するための情報を規定する。生成された機械加工データに基づき、外壁の外面は、例えば、研削またはフライス削りによって機械加工されてもよい。しかしながら、外壁機械加工は、特に電解加工(ECM)および放電加工(EDM)を含みかつこれらに限定されないその他の手段によって行われてもよい。
Machining path data may be generated based on the target
上述の実施の形態において、鋳造プロセスは、(機械加工前の)鋳造された翼セクション12における実際の壁厚(TA)が、それぞれの翼セクションの設計データから得られた対応する公称壁厚の値(TN)より大きくなることを保証するように構成されてもよい。任意のタービン列のタービンブレードまたはベーンのポストマシニングのために、各翼セクションの機械加工は、外側翼面および内部冷却通路の形状に同時に適合するように適応させられてもよい。これにより、ブレードまたはベーンの当該列の各翼セクションを機械加工するために、特定の機械加工パスが生成される。コア変形は、個々の翼ごとに変化するので、機械加工パスの生成および機械加工の実行は、各タービン翼に特定して適応させられてもよい。 The nominal wall thickness in the above-described embodiment, the casting process, (machining before) the actual wall thickness in the cast airfoil section 12 (T A) is the corresponding obtained from design data of each of the wing sections It may be configured to guarantee that it is greater than the value of ( TN). For post-machining of turbine blades or vanes in any turbine row, the machining of each blade section may be adapted to simultaneously adapt to the shape of the outer blade surface and the internal cooling passages. This creates a specific machining path for machining each wing section of the row of blades or vanes. Since the core deformation varies from individual blade to individual blade, the generation of machining paths and the execution of machining may be specifically adapted to each turbine blade.
本発明の別の態様は、鋳造された翼セクションのアダプティブなポストマシニングのための自動化されたシステムに関する。図7に示したように、このようなシステム50は、センサモジュール52を有してもよい。センサモジュール52は、上述のように、鋳造された翼セクションの外側形状の3−D測定を行いかつ鋳造された翼セクションの実際の壁厚の値の測定によって冷却通路の形状および位置を測定するためのセンサを含む。システム50は、例えば、タービンブレードまたはベーンの3−DモデルまたはCADモデルの形式の設計データを含むメモリ手段54を有してもよい。システム50は、さらに、上述の方法に従って機械加工パスデータ66を生成するために、センサモジュール52から測定データ62を受け取りかつメモリ54から設計データ64(例えば、公称壁厚の値、公称外側翼形状)を受け取るように構成されたCADモジュールを有する。CADモジュールは、計算機支援設計パッケージのためのサブコンポーネントであってもよい。CADモジュールによって生成された機械加工パスデータ66は、数値制御(NC)プログラムを含んでもよい。システム50は、さらに、機械加工データ66に基づいて、鋳造されたタービン翼の外面を機械加工するための機械加工装置を含む。CADモジュールは、鋳造された各タービン翼のためにNCプログラムを自動的にセットアップし、チェックしかつ適応させてもよい。CADモジュールは、コンピュータコードにおいて規定されてもよく、上述の方法を行うためにコンピュータを操作するために使用されてもよいことが認められるであろう。すなわち、方法を行うためにコンピュータを操作するために使用するために適したコンピュータコードを実現する方法および物品は、1つの発明的概念の、独立して特定可能な態様である。
Another aspect of the invention relates to an automated system for adaptive post-machining of cast wing sections. As shown in FIG. 7, such a
薄い翼のアダプティブ・マシニングを含む上述の実施の形態は、鋳造プロセス制限を克服してもよく、これにより、鋳造不能なジオメトリを製造することを可能にし、例えば、より薄い翼、テーパを有さないまたは小さなテーパを有する、より薄い後縁を備える翼の製造を可能にする。より薄い翼外壁は、特に低圧タービン段において、回転するタービンブレードにおける遠心引張荷重を著しく減じることがある。例示された実施の形態は、鋳造プロセス最適化によって壁厚を減じることと比較して、より費用対効果の高い製造方法をも可能にする。別の利点は、鋳造プロセス公差を減じかつ/または鋳造壁厚を増大させる可能性であり、これにより、鋳造歩留まりを高め、したがって、鋳造コストを減じる。 The above embodiments, including adaptive machining of thin blades, may overcome casting process limitations, which allows non-castable geometry to be produced, eg, have thinner blades, taper. Allows the manufacture of wings with thinner trailing edges with no or small taper. The thinner blade outer wall can significantly reduce the centrifugal tensile load on the rotating turbine blades, especially in the low pressure turbine stage. The illustrated embodiment also allows for a more cost-effective manufacturing method as compared to reducing the wall thickness by casting process optimization. Another advantage is the possibility of reducing casting process tolerances and / or increasing casting wall thickness, which increases casting yield and thus reduces casting costs.
特定の実施の形態が詳細に説明されているが、全体的な開示内容を考慮して、これらの詳細に対する様々な変更および代替を開発することができることを当業者は認識するであろう。したがって、開示された特定の配列は、例示的でしかなく、添付の請求項ならびにそのあらゆるおよび全ての均等物の完全な範囲が与えられるべき本発明の範囲に関して制限するものではないことが意図されている。 Although certain embodiments have been described in detail, one of ordinary skill in the art will recognize that various modifications and alternatives to these details can be developed in light of the overall disclosure. Accordingly, the particular sequences disclosed are intended to be exemplary only and not limiting with respect to the scope of the invention to which the full scope of the appended claims and all and all equivalents thereof should be given. ing.
Claims (8)
公称外側翼形状(40N)および公称壁厚(TN)データを含む、前記翼セクション(12)に関する設計データを受け取り、
目標外側翼形状(40T)を求めることによって機械加工パスを生成し、前記目標外側翼形状(40T)は、公称壁厚(TN)が、後で機械加工される翼セクションにおいて1つまたは複数の内部冷却通路(28)の周囲の前記外壁(18)における全ての点において維持されるように、前記公称外側翼形状(40N)を適応させることによって生成され、
前記生成された目標外側翼形状(40T)に従うように余分な材料を除去するために、前記機械加工パスに従って、鋳造プロセスによって製造された前記翼セクション(12)の外面(18a)を機械加工する、
ことを含み、
前記目標外側翼形状(40 T )を求めることは、
鋳造プロセス後に前記翼セクション(12)の三次元外側形状(40 A )を測定し、
鋳造された前記翼セクション(12)の測定された前記外側形状(40 A )に関して前記1つまたは複数の内部冷却通路(28)のための冷却通路位置および形状測定を行い、該冷却通路位置および形状測定は、前記鋳造された翼セクション(12)の前記外壁(18)に沿った複数の点における実際の壁厚(T A )測定を行うことによって行われ、
前記1つまたは複数の内部冷却通路(28)の測定された位置(28m)の周囲の公称壁厚(T N )の値を表す点(42)を構成し、
前記公称壁厚(T N )の値を表す前記点(42)に対して前記公称外側翼形状(40 N )を整合させるためにベストフィットオペレーションを行い、
前記ベストフィットオペレーションにより整合された公称外側翼形状(40 N )からまだ逸脱している公称壁厚の値を表す点(42a)と一致するように、前記ベストフィットオペレーションの後に前記公称外側翼形状(40 N )を適応させることによって前記目標外側翼形状(40 T )を生成する
ことを含む、
方法。 A method of machining a blade section (12) of a turbine blade or vane manufactured by a casting process, wherein the blade section (12) defines a blade interior having one or more internal cooling passages (28). The method has an outer wall (18).
Received design data for said wing section (12), including nominal outer wing shape (40 N ) and nominal wall thickness ( TN) data.
Generates a machining path by determining a target outer airfoil shape (40 T), the target external airfoil shape (40 T) is the nominal wall thickness (T N) is one in wing section to be machined later Or generated by adapting the nominal outer wing shape (40 N ) so that it is maintained at all points on the outer wall (18) around the plurality of internal cooling passages (28).
The outer surface (18a) of the wing section (12) manufactured by the casting process is machined according to the machining path to remove excess material to follow the generated target outer wing shape (40 T). To do
Look at including it,
Finding the target outer wing shape (40 T) is
After the casting process, the three-dimensional outer shape (40 A ) of the blade section (12) was measured.
For the measured outer shape (40 A ) of the cast blade section (12), a cooling passage position and shape measurement for the one or more internal cooling passages (28) is performed, and the cooling passage position and the cooling passage position and the shape are measured. shape measurement is performed by performing the actual wall thickness (T a) measured at a plurality of points along said outer wall (18) of said cast airfoil section (12),
A point (42) representing the value of the nominal wall thickness (TN ) around the measured position (28 m) of the one or more internal cooling passages (28) constitutes.
A best fit operation was performed to match the nominal outer wing shape (40 N ) to the point (42) representing the value of the nominal wall thickness ( TN).
The nominal outer wing shape after the best fit operation so as to coincide with a point (42a) representing a value of nominal wall thickness that still deviates from the nominal outer wing shape (40 N) matched by the best fit operation. By adapting (40 N ), the target outer wing shape (40 T ) is generated.
Including that
Method.
鋳造プロセスによって複数のタービンブレードまたはベーンを製造し、各ブレードまたはベーンは、1つまたは複数の内部冷却通路を備える翼セクション(12)を有し、
請求項1から5までのいずれか1項記載の方法によって、前記鋳造プロセスの後に各翼セクション(12)の外面(18a)を機械加工し、
各ブレードまたはベーンの前記翼セクション(12)に特定の、前記機械加工のために用いられる機械加工パスが生成される、
タービンブレードまたはベーンの列を製造する方法。 A method of manufacturing a row of turbine blades or vanes,
Multiple turbine blades or vanes are manufactured by the casting process, each blade or vane having a blade section (12) with one or more internal cooling passages.
The outer surface (18a) of each blade section (12) is machined after the casting process by the method according to any one of claims 1-5.
A specific machining path used for the machining is generated in the wing section (12) of each blade or vane.
A method of manufacturing a row of turbine blades or vanes.
前記CADモジュール(56)は、公称外側翼形状(40N)および公称壁厚(TN)データを含む、前記翼セクション(12)に関する設計データを受け取るように構成されており、
前記CADモジュール(56)は、目標外側翼形状(40T)を求めることによって前記機械加工パスデータを生成するように構成されており、前記CADモジュール(56)は、前記公称壁厚(TN)が、後で機械加工される前記翼セクションにおいて1つまたは複数の内部冷却通路(28)の周囲の前記外壁(18)における全ての点において維持されるように、前記公称外側翼形状(40N)を適応させることによって前記目標外側翼形状(40T)を生成するように構成されており、
前記機械加工パスデータは、前記生成された目標外側翼形状(40T)に従うように余分な材料を除去するために、前記鋳造プロセスによって製造された前記翼セクション(12)の外面(18a)を機械加工するための情報を規定し、
前記CADモジュール(56)は、前記鋳造された翼セクション(12)に関する三次元外側形状(40 A )測定データを受け取るように構成されており、
前記CADモジュール(56)は、前記鋳造された翼セクション(12)の測定された前記外側形状(40 A )に関して1つまたは複数の内部冷却通路(28)のための冷却通路位置および形状測定を行うように構成されており、該冷却通路位置および形状測定は、前記鋳造された翼セクション(12)の前記外壁(18)に沿った複数の点における実際の壁厚(T A )の測定を行うことによって行われ、
前記CADモジュール(56)は、前記1つまたは複数の内部冷却通路(28)の測定された位置(28m)の周囲の公称壁厚(T N )の値を表す点(42)を構成するように適応させられており、
前記CADモジュール(56)は、前記公称壁厚(T N )の値を表す前記点(42)に対して前記公称外側翼形状(40 N )を整合させるためにベストフィットオペレーションを行うように適応させられており、
前記CADモジュール(56)は、前記ベストフィットオペレーションにより整合された公称外側翼形状(40 N )からまだ逸脱している公称壁厚(T N )の値を表す点(42a)と一致するように、前記ベストフィットオペレーションの後に前記公称外側翼形状(40 N )を適応させることによって、目標外側翼形状(40 T )を生成するように適応させられている、
CADモジュール(56)。 A CAD module (56) for generating machining path data for adaptively machining a blade section (12) of a turbine blade or vane manufactured by a casting process, said blade section (12). It has an outer wall defining the inside of the wing with one or more internal cooling passages (28),
The CAD module (56) is configured to receive design data for the wing section (12), including nominal outer wing shape (40 N ) and nominal wall thickness ( TN) data.
The CAD module (56) is configured to generate the machined path data by determining the target outer blade shape (40 T ), and the CAD module (56) is configured to generate the nominal wall thickness ( TN). ) Is maintained at all points in the outer wall (18) around one or more internal cooling passages (28) in the wing section to be machined later. It is configured to generate the target outer wing shape (40 T ) by adapting N).
The machined path data covers the outer surface (18a) of the wing section (12) manufactured by the casting process in order to remove excess material to follow the generated target outer wing shape (40 T). It defines information for machining,
The CAD module (56) is configured to receive three-dimensional outer shape (40 A ) measurement data for the cast wing section (12).
The CAD module (56) provides cooling passage position and shape measurements for one or more internal cooling passages (28) with respect to the measured outer shape (40 A) of the cast blade section (12). is configured to perform, the cooling passage position and shape measurement, the measurement of the actual wall thickness (T a) at a plurality of points along said outer wall (18) of said cast airfoil section (12) Made by doing,
The CAD module (56) constitutes a point (42) representing a value of nominal wall thickness (TN ) around a measured position (28 m) of the one or more internal cooling passages (28). Adapted to
The CAD module (56) is adapted to perform a best fit operation to match the nominal outer wing shape (40 N ) with respect to the point (42) representing the value of the nominal wall thickness (TN). Have been made
The CAD module (56) is aligned with a point (42a) representing a nominal wall thickness ( TN ) value that still deviates from the nominal outer wing shape (40 N) matched by the best fit operation. Is adapted to produce a target outer wing shape (40 T ) by adapting the nominal outer wing shape (40 N) after the best fit operation.
CAD module (56).
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